育种学总论第1章课件.ppt

1、第一章 作物的繁殖方式及品种类型第一节第一节 作物的繁殖方式作物的繁殖方式第二节第二节 自交和异交的遗传效应自交和异交的遗传效应第三节第三节 作物的品种类型及其特点作物的品种类型及其特点本章重难点本章重难点有性繁殖方式种类及代表作物；有性繁殖方式种类及代表作物；不同繁殖方式作物的遗传特点；不同繁殖方式作物的遗传特点；作物品种类型及其育种特点。作物品种类型及其育种特点。第1页，共34页。第一节、作物的繁殖方式第一节、作物的繁殖方式p有性繁殖（有性繁殖（sexual reproductionsexual reproduction）自花授粉（自花授粉（self-pollinationself-pol

2、lination）异花授粉（异花授粉（cross-pollinationcross-pollination）常异花授粉（常异花授粉（often cross-pollinationoften cross-pollination）p无性繁殖（无性繁殖（asexual reproductionasexual reproduction）营养体繁殖（营养体繁殖（vegetative propagationvegetative propagation）无融合生殖（无融合生殖（apomixesapomixes）第2页，共34页。一、有性繁殖一、有性繁殖（sexual reproduction）（一）花器官构

3、造和开花习性对授粉方式的影响（一）花器官构造和开花习性对授粉方式的影响第3页，共34页。花器官构造对授粉方式的影响花器官构造对授粉方式的影响两性花：又称完全花。雌雄同两性花：又称完全花。雌雄同花，利于自花授粉。（稻、麦）花，利于自花授粉。（稻、麦）单性花：又称不完全花。有雌单性花：又称不完全花。有雌花与雄花之分，利于异花授粉花与雄花之分，利于异花授粉 雌雄同株异花（雌雄同株异花（monoeciousmonoecious）：如玉：如玉米米、蓖麻、瓜类等、蓖麻、瓜类等 雌雄异株（雌雄异株（dioeciousdioecious）：如大麻、菠）：如大麻、菠菜、银杏等菜、银杏等第4页，共34页。异花授粉

4、异花授粉蓖麻蓖麻雌雄同株异花雌雄同株异花雄花雄花雌花雌花第5页，共34页。异花授粉异花授粉石刁柏（芦笋）石刁柏（芦笋）雌雄异株雄株（黄花）和雌株（红果）雌雄异株雄株（黄花）和雌株（红果）第6页，共34页。利于异花授粉的其他花器官构造利于异花授粉的其他花器官构造具有完全花，但雌雄蕊异长（具有完全花，但雌雄蕊异长（heterogonyheterogony）。）。（棉花：雌蕊（棉花：雌蕊 雄蕊）雄蕊）有蜜腺和香气，诱使昆虫传粉有蜜腺和香气，诱使昆虫传粉花粉粒轻、小，寿命长，可借风力传播花粉粒轻、小，寿命长，可借风力传播雄性不育（雄性不育（male-sterility,MSmale-sterility

5、,MS）第7页，共34页。特殊的有性繁殖方式特殊的有性繁殖方式 雄性不育雄性不育v雄性不育（雄性不育（male sterility,MSmale sterility,MS）：雌蕊）：雌蕊正常而花粉败育，不能产生有功能的雄配正常而花粉败育，不能产生有功能的雄配子。雄性不育在植物中广泛存在子。雄性不育在植物中广泛存在第8页，共34页。开花授粉习性对授粉方式的影响开花授粉习性对授粉方式的影响闭花受精（闭花受精（cleistogamycleistogamy）：典型自花授粉）：典型自花授粉(如如大麦，豌豆，花生）大麦，豌豆，花生）雌雄蕊异熟（雌雄蕊异熟（dichogamydichogamy）：利于异花授

6、粉（如）：利于异花授粉（如油菜，玉米）油菜，玉米）其它：散粉时间（棉花花冠张开后散粉）；开其它：散粉时间（棉花花冠张开后散粉）；开花时间长短等花时间长短等自交不亲和（自交不亲和（self-incompatibility,SIself-incompatibility,SI）第9页，共34页。特殊的有性繁殖方式特殊的有性繁殖方式 自交不亲和自交不亲和v自交不亲和（自交不亲和（self-incompatibility,self-incompatibility,SISI）：具有完全花并可形成正常雌、雄配）：具有完全花并可形成正常雌、雄配子，但缺乏自花授粉结实能力的自交不育子，但缺乏自花授粉结实能力的自

7、交不育性性（甘薯、黑麦、白菜型油菜、向日葵、甜（甘薯、黑麦、白菜型油菜、向日葵、甜菜、白菜、甘蓝等）菜、白菜、甘蓝等）第10页，共34页。黑麦：自交不亲黑麦：自交不亲和，异花授粉和，异花授粉第11页，共34页。向日葵：自交不亲和，异花授粉向日葵：自交不亲和，异花授粉第12页，共34页。（二）作物天然异交率的测定（二）作物天然异交率的测定p自花授粉：天然异交率自花授粉：天然异交率4%4%p异花授粉：异花授粉：50%50%天然异交率天然异交率100%100%p常异花授粉：常异花授粉：5%5%天然异交率天然异交率50%50%天然异交率天然异交率=F F1 1中显性性状个体数中显性性状个体数F F1

8、1总个体数总个体数100%(100%(2)2)第13页，共34页。（三）有性繁殖植物的主要授粉方式（三）有性繁殖植物的主要授粉方式自花授粉：同一朵（株）花的花粉传到同一朵（株）花的自花授粉：同一朵（株）花的花粉传到同一朵（株）花的雌蕊柱头上雌蕊柱头上（水稻、小麦、大麦、燕麦、大豆、豌豆、花生、芝麻、绿（水稻、小麦、大麦、燕麦、大豆、豌豆、花生、芝麻、绿豆、马铃薯、亚麻、烟草等）豆、马铃薯、亚麻、烟草等）小小麦麦大大豆豆马马铃铃薯薯烟烟草草第14页，共34页。自花授粉自花授粉水稻第15页，共34页。有性繁殖的主要授粉方式有性繁殖的主要授粉方式异花授粉异花授粉异花授粉：雌蕊柱头接受异花授粉：雌蕊柱

9、头接受异株花异株花的花粉而授粉的花粉而授粉（玉米、黑麦、甘薯、（玉米、黑麦、甘薯、向日葵、白菜型油菜、甘蔗、甜菜、蓖麻、大麻、木薯、紫花苜蓿、三叶草、草木向日葵、白菜型油菜、甘蔗、甜菜、蓖麻、大麻、木薯、紫花苜蓿、三叶草、草木樨、啤酒花等）樨、啤酒花等）啤啤酒酒花花玉玉米米大大麻麻白白菜菜型型油油菜菜第16页，共34页。有性繁殖的主要授粉方式有性繁殖的主要授粉方式常异花授粉常异花授粉常异花授粉：同时依靠自花授粉和异花授粉两种方式，常异花授粉：同时依靠自花授粉和异花授粉两种方式，自花授粉为主自花授粉为主（棉花、甘蓝型油菜、芥菜型油菜、高粱、蚕豆、粟等）（棉花、甘蓝型油菜、芥菜型油菜、高粱、蚕豆、

10、粟等）高高粱粱棉棉花花粟粟第17页，共34页。二、无性繁殖二、无性繁殖（asexual reproduction）l营养体繁殖（营养体繁殖（vegetative propagationvegetative propagation）：）：利用植株营养体部分的再生能力利用植株营养体部分的再生能力，采取分根、，采取分根、扦插、压条、嫁接等方法扦插、压条、嫁接等方法繁殖后代繁殖后代的方式的方式l无融合生殖（无融合生殖（apomixesapomixes）：植物的雌雄性细）：植物的雌雄性细胞甚至雌配子体内的某些单、二倍体细胞胞甚至雌配子体内的某些单、二倍体细胞不不经过正常受精和两性配子的融合经过正常受精和

11、两性配子的融合过程而直接过程而直接形成种子以繁衍后代的方式形成种子以繁衍后代的方式第18页，共34页。无融合生殖（无融合生殖（apomixes）类型）类型 无孢子生殖（无孢子生殖（aposporyapospory）：）：大孢子母细胞或幼胚败育，而由胚珠大孢子母细胞或幼胚败育，而由胚珠体细胞进行有丝分裂直接形成二倍体胚囊，最后形成种子体细胞进行有丝分裂直接形成二倍体胚囊，最后形成种子 二倍体孢子生殖（二倍体孢子生殖（diplosporydiplospory）：）：大孢子母细胞不经过减数分裂而大孢子母细胞不经过减数分裂而进行有丝分裂直接产生二倍体胚囊，最后形成种子进行有丝分裂直接产生二倍体胚囊，最

12、后形成种子 不定胚生殖（不定胚生殖（adventitious embryonyadventitious embryony）：）：由胚珠或子房壁的二由胚珠或子房壁的二倍体细胞经有丝分裂形成胚，同时由正常胚囊中的极核发育成胚乳而形成种子（柑倍体细胞经有丝分裂形成胚，同时由正常胚囊中的极核发育成胚乳而形成种子（柑橘）橘）孤雌生殖（孤雌生殖（parthenogenesisparthenogenesis）：）：胚囊中的卵细胞未和精核结合，直胚囊中的卵细胞未和精核结合，直接形成单倍体的胚。特殊情况下，胚囊中的助细胞和反足细胞也能发育为单倍接形成单倍体的胚。特殊情况下，胚囊中的助细胞和反足细胞也能发育为单倍

13、体或二倍体的胚体或二倍体的胚 孤雄生殖（孤雄生殖（androgenesisandrogenesis）：）：进入胚囊中的精核未与卵细胞融合，直接进入胚囊中的精核未与卵细胞融合，直接形成单倍体的胚。（油菜中的小孢子培养技术）形成单倍体的胚。（油菜中的小孢子培养技术）第19页，共34页。甘蓝型油菜小孢子培养流程甘蓝型油菜小孢子培养流程取花蕾取花蕾小孢子培养小孢子培养移栽移栽继代培养继代培养第20页，共34页。繁殖繁殖方式方式交配交配制度制度花器构造特点花器构造特点遗传特点遗传特点主要品种主要品种类型类型自花自花授粉授粉作物作物自交自交雌雄同花，同熟，开雌雄同花，同熟，开花时间较短，外界花花时间较短，

14、外界花粉不易侵入粉不易侵入群体同质，个体基因型群体同质，个体基因型纯合，基因型与表现型纯合，基因型与表现型相对一致，自交无害，相对一致，自交无害，不断自交导致纯合不断自交导致纯合纯系品种纯系品种杂交种杂交种异花异花授粉授粉作物作物自由自由交配交配雌雄异株，或雌雄同雌雄异株，或雌雄同株异花株异花,或雌雄同花或雌雄同花,花器利于异交或自交花器利于异交或自交不亲和不亲和群体异质，个体基因型群体异质，个体基因型杂合，强制自交、近交杂合，强制自交、近交可获得稳定后代，但导可获得稳定后代，但导致自交衰退，杂交产生致自交衰退，杂交产生杂种优势杂种优势杂交种杂交种常异常异花授花授粉作粉作物物基本基本自交自交雌

15、雄同花异熟或雌雄雌雄同花异熟或雌雄蕊不等长蕊不等长,易接受外易接受外来花粉来花粉,异交率较高异交率较高群体基本同质，个体基群体基本同质，个体基本纯合，杂合体分离本纯合，杂合体分离纯系品种纯系品种杂交种杂交种无性无性繁殖繁殖作物作物群体同质，个体基因型群体同质，个体基因型杂合，无性繁殖产生的杂合，无性繁殖产生的无性系不分离，表现型无性系不分离，表现型与母本相似与母本相似无性系无性系第21页，共34页。第二节、自交和异交的遗传效应第二节、自交和异交的遗传效应一、自交的遗传效应一、自交的遗传效应 自交使纯合基因型保持不变自交使纯合基因型保持不变 自交使杂合基因型的后代发生性状分离自交使杂合基因型的后

16、代发生性状分离 自交引起后代生活力衰退自交引起后代生活力衰退第22页，共34页。自交各代纯合体比率计算公式自交各代纯合体比率计算公式l一对杂合基因型ln对杂合基因Xn为自交后代纯合体比例为自交后代纯合体比例r为自交代数为自交代数Xn=(1-12r)100%100%Xn=(1-12r)n100%100%一对杂合基因型个体自交各代分离比例及基因型纯合化的进程一对杂合基因型个体自交各代分离比例及基因型纯合化的进程第23页，共34页。二、异交的遗传效应二、异交的遗传效应 异交形成杂合基因型异交形成杂合基因型 异交增强后代的生活力异交增强后代的生活力第24页，共34页。第三节第三节 作物的品种类型作物的

17、品种类型及其特点及其特点第25页，共34页。一、作物品种的类型一、作物品种的类型p自交系品种（自交系品种（pure line cultivarpure line cultivar）p杂交种品种（杂交种品种（hybrid cultivarhybrid cultivar）p群体品种（群体品种（population cultivarpopulation cultivar）p无性系品种（无性系品种（clonal cultivarclonal cultivar）第26页，共34页。（一）、自交系品种（一）、自交系品种（pure line cultivar）o又称又称纯系品种纯系品种：是对突变或杂合基因：

18、是对突变或杂合基因型经过连续多代的自交加选择而得型经过连续多代的自交加选择而得到的同质纯合群体。到的同质纯合群体。o包括自花授粉作物和常异花授粉作物的包括自花授粉作物和常异花授粉作物的纯系品种和异花授粉作物的自交系纯系品种和异花授粉作物的自交系第27页，共34页。自交系品种的育种特点自交系品种的育种特点l自花授粉加单株选择的育种方法自花授粉加单株选择的育种方法l拓宽遗传变异范围，在大群体中进行拓宽遗传变异范围，在大群体中进行单株选择单株选择（多中选优、优中选优）（多中选优、优中选优）第28页，共34页。（二）、杂交种品种（二）、杂交种品种（hybrid cultivar）在严格选择亲本和控制授

19、粉的条件下在严格选择亲本和控制授粉的条件下生产的各类杂交组合生产的各类杂交组合F F1 1植株群体植株群体既高度杂合（既高度杂合（F F1 1基因型），又具有同基因型），又具有同质性（质性（F F1 1群体内）群体内）杂种优势强，但不能稳定遗传。在杂种优势强，但不能稳定遗传。在生产上仅棉花利用生产上仅棉花利用F F2 2群体群体第29页，共34页。杂交种品种的育种特点杂交种品种的育种特点l包括包括自交系育种自交系育种和和杂交组合育种杂交组合育种两个两个育种程序，自交系间的配合力测定育种程序，自交系间的配合力测定是贯穿两个育种程序的关键是贯穿两个育种程序的关键l对影响亲本繁殖和制种产量的性状对影

20、响亲本繁殖和制种产量的性状必须加强选择必须加强选择l需建立相应的种子生产和供销体系需建立相应的种子生产和供销体系第30页，共34页。（三）、群体品种（三）、群体品种（population cultivar）异花授粉作物的自由授粉品种异花授粉作物的自由授粉品种(open-(open-pollinated cultivar)pollinated cultivar)异花授粉作物的综合品种异花授粉作物的综合品种（synthetic synthetic cultivarcultivar）自花授粉作物的杂交合成群体自花授粉作物的杂交合成群体（composite-composite-cross popula

21、tioncross population）自花授粉作物的多系品种自花授粉作物的多系品种（multi-line multi-line cultivarcultivar）第31页，共34页。群体品种的育种特点群体品种的育种特点l使群体品种具有广泛的遗传基础和基因使群体品种具有广泛的遗传基础和基因型的多样性型的多样性（组成群体品种的原始亲本（组成群体品种的原始亲本间要有明显的遗传差异，但生育期等性间要有明显的遗传差异，但生育期等性状差别不能太大）状差别不能太大）l使群体品种能够保持广泛的遗传基础和使群体品种能够保持广泛的遗传基础和基因型的多样性基因型的多样性（对后代不加选择，以（对后代不加选择，以随

22、机样本保存群体，要防止外来基因的随机样本保存群体，要防止外来基因的渗入）渗入）第32页，共34页。（四）、无性系品种（四）、无性系品种（clonal cultivar）l由一个无性系或几个遗传上近似的无由一个无性系或几个遗传上近似的无性系经营养繁殖而成的品种即是无性性系经营养繁殖而成的品种即是无性系品种系品种l基因型由母体决定，表现型与母体相基因型由母体决定，表现型与母体相同同第33页，共34页。无性系品种的育种特点无性系品种的育种特点l利用无性系迅速固定优良性状和杂种优利用无性系迅速固定优良性状和杂种优势势l选择优良芽变（选择优良芽变（bud mutationbud mutation），培育），培育新的优良无性系品种新的优良无性系品种第34页，共34页。